[定义]
夜视技术是借助于光电成象器件实现夜间观察的一种光电技术。夜视技术包括微光夜视和红外夜视两方面。微光夜视技术又称像增强技术,是通过带像增强管的夜视镜,对夜天光照亮的微弱目标像进行增强,以供观察的光电成像技术。微光夜视仪,是目前国外生产量和装备量最大和用途最广的夜视器材,可分为直接观察(如夜视观察仪、武器瞄准具、夜间驾驶仪、夜视眼镜)和间接观察(如微光电视)两种。红外夜视技术分为主动红外夜视技术和被动红外夜视技术。主动红外夜视技术是通过主动照射并利用目标反射红外源的红外光来实施观察的夜视技术,对应装备为主动红外夜视仪。被动红外夜视技术是借助于目标自身发射的红外辐射来实现观察的红外技术,它根据目标与背景或目标各部分之间的温差或热辐射差来发现目标。其装备为热像仪。热成像仪具有不同于其它夜视仪的独特优点,如可在雾、雨、雪的天气下工作,作用距离远,能识别伪装和抗干扰等,已成国外夜视装备的发展重点,并将在一定成度上取代微光夜视仪。
[相关技术]先进材料技术;光电技术;电子技术
[技术难点]
[国外概况] 。
1、微光夜视技术
目前,微光夜视仪在国外正广泛装备部队。它分为像增强微光夜视技术(直接观察)和微光电视(间接观察)两种。
(1) 像增强技术
像增强微光夜视技术是通过带增强管的夜视镜,对夜天光照亮的微弱目标像进行增强,以供观察的光电成像技术。其工作原理为:首先将进行光电转换,然后用微通道版(MCP)增强电子信号,最后进行电光转换。
在50-60年代,由于多碱光电阴极、光纤面板、微通道板(MCP)和负电子亲和力(NEA)光电阴极的诞生,该技术迅速发展起来。由于它克服了主动红外夜视的致命弱点,所以,它一出现,便成为夜视领域的发展重点。它逐渐代替了较早应用的主动红外夜视技术,占据着统治地位。迄今为止,已发展到第三代。第一代产品于60年代初期开始发展,它采用光电阴极、光纤面板耦合的级联式像增强管,1966年美军在侵越战场使用,于70年进行批量生产,装备部队。第二代产品于七十年代初期开始发展,采用多碱光电阴极和微通道板(MCP)的像增强管,目前,美、英、法、德、荷兰、以色列等许多技术先进国家都能生产第二代产品,自80年代以后,这些国家基本上用第二代取代了第一代产品。第三代产品于70年代初期开始研究,自80年代末美军开始装备,美国研制的第三代产品目前只限于向北约、韩国、日本、以色列和澳大利亚出售。
目前美军已装备和即将装备的主要微光夜视装备如下:
航空应用
AN/AVS-6型飞行员夜视镜,研制公司为Bell Hawell,视场40o,美陆军先后通过"奥米尼巴斯"采办计划(OminibusⅠ,OmnibusⅡ,OmnibusⅢ,Omnibus Ⅳ),进行过四次采办,每次采办,性能都有所改进。目前正大量装备陆军航空部队,用于固定翼飞机或直升机。其中,OmniBus Ⅳ计划由ITT承包,负责提供改进的AN/AVS-6,改后的AN/AVS-6的核心部分为ITT研制的MX-10160像增强管,这种第三代像增强管使用最新砷化镓技术,工作于近红外区,代替了早期(Omnibus Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)系统的像增强管,使分辩率提高78%,光灵敏度提高80%,信噪比提高30%,探测距离也大大提高,在星光和更暗的夜光下也能看清物体。
ITT也研制和生产AN/AVS-9型(前身为F4949)夜视镜,安装在固定翼飞机飞行员的头盔上。
美国和以色列联合提供的AN/AVS-7型夜视飞行图像系统/平视显示器(ANVIS/HUD),是对AN/AVS-6型的改进。该系统安装在飞行员护目镜上部两侧,以获取关键飞行信息,并传输至护目镜,和护目镜的图像叠加后,飞行员可看到综合夜景和关键飞行数据符号体系。配备该装置后,飞行员低头看仪表的时间大大减少,而平视挡风玻璃的时间大大增加。美陆军原计划部署1904部这种系统,到目前为止,已得到大约1800部,目前,正在进一步改进这种系统,以和UH-60A/L和CH-47D平台所使用的改进型全球定位系统(GPS)相兼容。计划今年9月份,将有1200部这种系统进一步升级为"高级平视显示器",以取得现场可编程能力、录像能力和更快的反应速度。该系统也用于美海军陆战队。
地面部队应用
美陆军地面部队用的新一代在役夜视装置主要为单筒眼镜,如由ITT公司提供的AN/PVS-7D和当前最先进的AN/PVS-14。AN/PVS-14结合了第三代"超级" MX-10160型无源像增强管和航空用夜视镜AN/AVS-6的优点,有助于增强观察、指挥和控制能力,它比AN/PVS-7D分辩率更高(1.3圈/微弧度,而AN/PVS-7D为1.15)、重量更轻(0.4公斤,而AN/PVS-7D为0.68公斤),步兵作战小组指挥员使用起来更加灵活[可戴到头上固定到一只眼睛观察,可手持观察,也可置于轻武器(如M-16/M-4步枪)瞄准杆上], 观察距离也大大增加。1996年,ITT和Litton两公司跟美国陆军通信-电子司令部研究、发展和工程中心所属的夜视和电子传感器委员会(NVESD)签订了Omnibus(OMNI) Ⅴ共同生产合同,来生产AN/PVS-14装置。迄今为止,AN/PVS-14装置已部署了大约3000部。预期到2000年时,ITT公司将向美陆军交付3万部这种装置。Omnibus Ⅴ还继续为地面战斗应用生产先进的 AN/PVS-7D单管夜视护目镜和Litton公司建议的先进的I2改进型AN/AVS-6飞行员护目镜,这些工作希望在2001年3月31日前完成。据Litton公司的首席执行官称,该项目通过适当的改进延长了数千个野外系统的寿命,同时大大地提高了夜视系统的性能。
第三代像增强管也是AN/PVS-10狙击手夜晚瞄准具和改进型昼/夜火控和观察装置的必要组成部分。该增强管的采办由陆军特种作战司令部负责,以向特种部队提供实时可见的像增强(I2)图像,既可用于中型和重型阻击步枪瞄准,也可用于战略侦察。
第三代像增强(I2)管也用于改进许多现役系统。例如,用于将70年代服役的AN/PVS-4型武器瞄准具改进为当前的AN/PVS-4A型,到目前为止,已改进了1000多个,计划最终要改进5000多个。
覆行全球作战任务的一些美军作战部队不久也将把"目标定位和观察系统(TLOS)" 装配于其M-16系列步枪上。这种系统装有一个第三代门控像增强管、两个视域物镜和一个激光发光器。该系统使用近红外低能激光来直接获取目标光电信息。该装置不
1、 赢得有效夜战时间
夜间和不良天气占全年时间的比例相当大,夜视装备使夜间变得透明,大大延长了有效作战时间。红外夜视器材分辩率高,具有探测掠海飞行目标的优势。舰载跟踪用红外热像仪既可用于为发射导弹提供目标数据,还可用于探测敌方掠海飞行导弹。配备热成像设备在内的光电火控系统,便于识别目标并缩短武器系统的反应时间。
2、 确立了夜战的军事地位
西方发达国家随着三军大量装备夜视装备,已将主宰夜晚作战作为制胜策略。
3、 倍增武器效能
夜视技术与武器装备相结合将大大提高武器装备在夜间和不良天气下区获取信息、实施打击、指挥部队、机动兵力和协同作战的效能。
4、 减少飞行事故
通过在飞机上使用配备前视红外摄像机的导航吊仓和让飞行员配戴装有夜视镜的护目镜,可大大减少航空事故。
[影响]
1、 赢得有效夜战时间
夜间和不良天气占全年时间的比例相当大,夜视装备使夜间变得透明,大大延长了有效作战时间。红外夜视器材分辩率高,具有探测掠海飞行目标的优势。舰载跟踪用红外热像仪既可用于为发射导弹提供目标数据,还可用于探测敌方掠海飞行导弹。配备热成像设备在内的光电火控系统,便于识别目标并缩短武器系统的反应时间。
2、 确立了夜战的军事地位
西方发达国家随着三军大量装备夜视装备,已将主宰夜晚作战作为制胜策略。
3、 倍增武器效能
夜视技术与武器装备相结合将大大提高武器装备在夜间和不良天气下区获取信息、实施打击、指挥部队、机动兵力和协同作战的效能。
4、 减少飞行事故
通过在飞机上使用配备前视红外摄像机的导航吊仓和让飞行员配戴装有夜视镜的护目镜,可大大减少航空事故。
提供单位:中国国防科技信息中心
责任者:夏传军
数据采集时间:1999.09
参考文献:
1、"Night Vision",《Army》,April 1999,P43-45
2、"Thermal Weapon Sight ",《S.W.A.T》,June 1999
3、"Night Vision Device Technology Development", DE98001583/XAB,1997
4、Night Vision Is A World Leader",http://www.ittnv.com/military/index2.html,"ITT
5、 US Army orders a Light Thermal Weapon Sight", http://defense-news.com/current/page3898.htm", March 5th, 1999
6、 "FLIR/TV Air Defense Sight System", http://www.esys.com/rsc/ses/spr/spr_adf/spr_adf.htm
7、"彩色微光夜视技术受到关注", 《 国 外 兵 器 动 态》,1998 年9 月
8、 "BMDO funds research into improved night vision systems", http://defence-data.com/current/page4334.htm,May 7th, 1999